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導(dǎo)語：在化學(xué)反應(yīng)流程的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
關(guān)鍵詞：化工生產(chǎn)；工藝流程；產(chǎn)排污；一般特征；
Abstract: In the analysis of the chemical production pollution source, the chemical industry production process is divided into unit process, from a single process beginning understanding, analyzes checkmate, in order to understand the chemical production pollutant emission characteristics.
Key words: chemical production; process flow; pollutant emission; general characteristics
中圖分類號：TU3文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）
一般來說化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程都比較復(fù)雜，主要體現(xiàn)在生產(chǎn)工序多、操控要求高。有時要得到一個化工產(chǎn)品需要經(jīng)過幾十個工序，動用上百個設(shè)備。但有一點(diǎn)是不變的，那就是任何化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程都包含若干個化學(xué)反應(yīng)、產(chǎn)物分離、物流輸送流程、熱量傳遞等單元式的生產(chǎn)過程。因此，為了便于對化工生產(chǎn)工藝流程中產(chǎn)排污一般特征的認(rèn)識，可將化工生產(chǎn)工藝流程分割成化學(xué)反應(yīng)、物料分離、物料輸送流程及熱量傳遞、物料的計(jì)量包裝等單元式的工藝流程。在認(rèn)識化工生產(chǎn)產(chǎn)排污一般特征時，從單個流程開始認(rèn)識，逐個分析擊破，最后再將污染源匯總，達(dá)到了解化工生產(chǎn)產(chǎn)排污特征的目的。
1 化工生產(chǎn)工藝流程的組成
化工生產(chǎn)工藝流程可分割成物料輸送、傳熱工藝、化學(xué)反應(yīng)工藝、物料分離工藝以及物料計(jì)量、包裝工藝等單元式組成部分，需要強(qiáng)調(diào)的是將化工生產(chǎn)工藝分割成單元式工藝流程只不過是為了便于認(rèn)識工藝流程產(chǎn)排污特征的一種理想化設(shè)想，在實(shí)際化工生產(chǎn)過程中這些單元式工藝流程之間并不存在嚴(yán)格界限，它們都是有機(jī)融合在一起的。
1.1物料輸送工藝流程
物料輸送是在化工生產(chǎn)過程中將物料從一個設(shè)備輸送到另一個設(shè)備工序安排的程序。在化工生產(chǎn)過程中會使用很多設(shè)備，也將需要將物料在各設(shè)備之間轉(zhuǎn)移的工序。由管路、儲罐和輸送設(shè)備組成的工藝流程即為化工生產(chǎn)過程中的物料輸送工藝流程。物料輸送工藝流程是化工生產(chǎn)工藝流程中的紐帶，是將各生產(chǎn)設(shè)備聯(lián)系在一起的生命線，它的作用就好像生活中汽車、公路及橋梁，能及時將人們生產(chǎn)、學(xué)習(xí)、生活所需要的物資運(yùn)送到目的地。合理的輸送工藝流程不僅能提高生產(chǎn)效率而且能降低能耗，反之亦然。
1.2傳熱工藝流程
傳熱工藝是在化工生產(chǎn)工藝過程中控制溫度、壓力工序安排的程序?；瘜W(xué)反應(yīng)和反應(yīng)物料的分離都是在一定的溫度、壓力下進(jìn)行的，用來控制化工生產(chǎn)過程中溫度、壓力下進(jìn)行的，用來控制化工生產(chǎn)過程中溫度、壓力的工藝流程即為能量傳遞工藝流程。能量傳遞工藝流程包括熱量傳遞工藝流程和冷量傳遞工藝流程，能量傳遞工藝流程是化工生產(chǎn)工藝流程的控制部分，化工生產(chǎn)過程中的溫度、壓力可由它們來調(diào)節(jié)。合理的能量傳遞工藝流程能大大地提高生產(chǎn)效率而且能極大地減少能耗，降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，它也是衡量該生產(chǎn)工藝水平的一個重要指標(biāo)。
1.3化學(xué)反應(yīng)工藝流程
化學(xué)反應(yīng)是化工原料在反應(yīng)裝置里進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)得到新產(chǎn)品工序安排的程序，它是化工生產(chǎn)工藝流程的核心部分，它的先進(jìn)與否直接關(guān)系到該生產(chǎn)工藝技術(shù)水平。很明顯，在化工生產(chǎn)過程中肯定會發(fā)生一個或多個化學(xué)反應(yīng)，只有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的生產(chǎn)過程才是化工生產(chǎn)過程。
1.4物料分離工藝流程
物料分離是將化學(xué)反應(yīng)工藝流程中的生成物分離成高純度產(chǎn)品各項(xiàng)工序安排的程序，有時也稱之為傳質(zhì)工藝流程。原料在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時會同時發(fā)生很多副反應(yīng)，也就會產(chǎn)生很多副產(chǎn)物。而化工生產(chǎn)是要根據(jù)工藝要求得到較純物質(zhì)，因此，在化工生產(chǎn)過程中就必須將發(fā)生化學(xué)反應(yīng)得到的混合物進(jìn)行分離從而得到較純的物質(zhì)。實(shí)際上，之所以認(rèn)為化工生產(chǎn)過程復(fù)雜，主要表現(xiàn)在反應(yīng)混合物的分離過程復(fù)雜。一個產(chǎn)品的分離可能包含吸收、精餾、過濾、萃取、結(jié)晶、干燥等多個工序。因此在認(rèn)識化工生產(chǎn)物料分離工藝流程時可將分離工藝流程再分解成吸收、精餾、過濾、萃取、結(jié)晶、干燥等多個工序。因此在認(rèn)識化工生產(chǎn)物料分離工藝流程時可將分離工藝流程再分解成吸收、精餾、過濾、萃取、結(jié)晶、干燥等比較簡單的單元式物料分離工藝流程?；どa(chǎn)物料分離工藝流程是化工生產(chǎn)工藝流程的主要部分，它的優(yōu)良與否直接關(guān)系到該產(chǎn)品的收率情況，也是衡量該生產(chǎn)工藝水平的主要指標(biāo)。
1.5物料計(jì)量、包裝工藝流程
計(jì)量就是在化工生產(chǎn)過程中對原料、中間產(chǎn)物、產(chǎn)品進(jìn)行量化的過程。包裝是為便于產(chǎn)品的儲運(yùn)、對外供應(yīng)而進(jìn)行的一種操作。在化工企業(yè)中，物料的計(jì)量、包裝是化工生產(chǎn)過程不可或缺的一部分。準(zhǔn)確、快速對物料計(jì)量、包裝對確保整個化工裝置生產(chǎn)過程的安全連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，有著非常密切的關(guān)系和重要作用。
2 產(chǎn)排污一般特征分析
分析化工生產(chǎn)中的產(chǎn)排污通過將化工生產(chǎn)工藝流程分割成單元式的工藝流程，從單個流程開始逐個分析認(rèn)識，將復(fù)雜的流程分段梳理，達(dá)到了解掌握整個生產(chǎn)流程產(chǎn)排污情況的目的。筆者以某公司天然氣制亞氨基二乙腈生產(chǎn)工藝為例，將化工生產(chǎn)根據(jù)單元式工藝流程分段劃分對其產(chǎn)排污一般特征進(jìn)行分析。
2.1物料輸送過程的產(chǎn)排污
物料輸送過程中的產(chǎn)排污主要指生產(chǎn)中所使用的易揮發(fā)原輔料，在生產(chǎn)過程中貯存、使用等環(huán)節(jié)，不可避免地產(chǎn)生揮發(fā)氣體，排放廢氣主要發(fā)生在兩部分：生產(chǎn)系統(tǒng)和儲運(yùn)系統(tǒng)，包括無組織逸散和有組織排放。將產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體通過管道集中收集處理后排放可轉(zhuǎn)變?yōu)橛薪M織排放。
天然氣制亞氨基二乙腈項(xiàng)目生產(chǎn)系統(tǒng)排放集中在氫氰酸裝置液氨凈化工序、氫氰酸反應(yīng)工序、甲醛裝置甲醛合成工序、羥基乙腈裝置羥基乙腈合成工序產(chǎn)生的NH3、甲醇、甲醛等揮發(fā)性氣體，主要發(fā)生的節(jié)點(diǎn)在反應(yīng)釜閥門的泄漏及原料液輸送轉(zhuǎn)移過程。儲運(yùn)系統(tǒng)排放集中在氨罐區(qū)、甲醇罐區(qū)、甲醛罐區(qū)等，主要污染物為NH3、甲醇、甲醛等揮發(fā)性氣體。
2.2傳熱工藝過程的產(chǎn)排污
傳熱工藝過程中的產(chǎn)排污主要指生產(chǎn)中的集中供熱、供汽系統(tǒng)所排放的污染物，天然氣制亞氨基二乙腈項(xiàng)目具體是指廢熱鍋爐（包括尾氣燃燒爐和有機(jī)廢液焚燒裝置）產(chǎn)生的鍋爐廢氣和鍋爐排污水。
2.3化學(xué)反應(yīng)過程的產(chǎn)排污
化學(xué)反應(yīng)過程通常是一個密閉的工藝系統(tǒng)，產(chǎn)排污一般特性為工藝過程產(chǎn)生的不凝氣體和反應(yīng)廢催化劑。天然氣制亞氨基二乙腈項(xiàng)目具體是指反應(yīng)裝置產(chǎn)生的尾氣和廢催化劑，其中尾氣成分以CH4、HCN、CO為主，屬可燃性氣體，處置手段為尾氣吸收后燃燒排放，主要污染因子包括煙塵、SO2、NOx等；廢催化劑包括氫氰酸裝置氫氰酸反應(yīng)器產(chǎn)生的廢催化劑、甲醛裝置甲醛合成產(chǎn)生的廢銀催化劑等。
2.4物料分離過程的產(chǎn)排污
物料分離過程由于化學(xué)反應(yīng)過程副反應(yīng)眾多，反應(yīng)混合物成分復(fù)雜，為得到較純物質(zhì)使得分離過程復(fù)雜，產(chǎn)排污點(diǎn)眾多。天然氣制亞氨基二乙腈項(xiàng)目廢氣污染環(huán)節(jié)包括亞氨基二乙腈裝置多次離心母液焚燒產(chǎn)生的焚燒廢氣、亞氨基二乙腈裝置晶體干燥、硫酸銨裝置晶體振動干燥過程中產(chǎn)生粉塵，以及硫酸銨裝置硫銨液濃縮結(jié)晶過程產(chǎn)生濃縮蒸汽；廢水污染環(huán)節(jié)包括氫氰酸裝置天然氣預(yù)處理過程產(chǎn)生的水洗脫硫廢水、亞氨基二乙腈裝置原液結(jié)晶過程產(chǎn)生的分離廢水、亞氨基二乙腈裝置反應(yīng)液急冷、蒸發(fā)過程產(chǎn)生的急冷廢水；固廢污染環(huán)節(jié)包括原輔料天然氣、液氨過濾凈化產(chǎn)生的廢活性炭、有機(jī)廢液焚燒裝置產(chǎn)生的爐渣等。
2.5物料計(jì)量、包裝過程的產(chǎn)排污
物料計(jì)量、包裝過程中的產(chǎn)排污主要指生產(chǎn)的產(chǎn)品在計(jì)量包裝過程中排放的污染物，所排放的污染因子產(chǎn)品中所含成分為主，以氣態(tài)、粉塵的形式排出。
3 結(jié)論
通過將化工生產(chǎn)工藝流程分割成單元式的工藝流程，分析化工生產(chǎn)工藝流程產(chǎn)排污一般特征如下：
3.1 可將復(fù)雜的化工生產(chǎn)工藝流程分割成物料輸送流程、化學(xué)反應(yīng)、物料分離、熱量傳遞及物料的計(jì)量包裝等單元式的工藝流程；
3.2 物料輸送過程中的產(chǎn)排污一般為生產(chǎn)中所使用的易揮發(fā)原輔料，在生產(chǎn)過程中貯存、使用等環(huán)節(jié)產(chǎn)生揮發(fā)性氣體；
3.3 傳熱工藝過程中的產(chǎn)排污主要指生產(chǎn)中的集中供熱、供汽系統(tǒng)所排放的污染物，通常以鍋爐污染物為主；
3.4 化學(xué)反應(yīng)過程通常是一個密閉的工藝系統(tǒng)，產(chǎn)排污一般特性為工藝過程產(chǎn)生的不凝氣體和反應(yīng)廢催化劑；
3.5 物料分離過程由于化學(xué)反應(yīng)過程副反應(yīng)眾多，反應(yīng)混合物成分復(fù)雜，為得到較純物質(zhì)使得分離過程復(fù)雜，產(chǎn)排污點(diǎn)眾多；
3.6 物料計(jì)量、包裝過程中所排放的污染因子產(chǎn)品中所含成分為主，以氣態(tài)、粉塵的形式排出。
參考文獻(xiàn)：
【1】郭泉編著，認(rèn)識化工生產(chǎn)工藝流程。化學(xué)工業(yè)出版社，2009年8月北京第一版。
關(guān)鍵詞：化工工藝流程 萃取劑 選擇方法
一、引言
隨著精細(xì)化工和生命科學(xué)的發(fā)展與演變，化工分離手段在現(xiàn)代化化工生產(chǎn)流程中得到了廣泛的應(yīng)用，逐漸完善了相關(guān)科學(xué)理論，使生產(chǎn)技術(shù)和水平不斷提升。萃取是一種廣泛使用的分離方法，在萃取劑的作用下，將親水性物質(zhì)轉(zhuǎn)化為疏水性物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)分離的目的。萃取劑選擇的合理性直接影響著萃取操作能否正常進(jìn)行，因此在化工生產(chǎn)流程中，若想提高萃取工作的效率，確保萃取的有效性和可靠性，就必須遵循萃取劑選擇的原則，選擇恰當(dāng)、合適的萃取劑，從而實(shí)現(xiàn)物質(zhì)分離的預(yù)期目標(biāo)，確?；どa(chǎn)順利進(jìn)行。
二、化工工藝流程簡介
化工工藝流程實(shí)質(zhì)就是化工生產(chǎn)技術(shù)，是將原料通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為實(shí)際產(chǎn)品的過程、方法以及全過程采取的措施?；瘜W(xué)生產(chǎn)過程一般分為以下三個步驟：
1.原料處理：根據(jù)化工生產(chǎn)實(shí)際情況，不同原料往往需要經(jīng)過凈化、混合、乳化等多道工序的預(yù)處理，這樣才能使原料盡可能符合進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)所要求的規(guī)格與狀態(tài)。
2.化學(xué)反應(yīng)：化工生產(chǎn)中，化學(xué)反應(yīng)作為生產(chǎn)的關(guān)鍵步驟，在特定的溫度、壓強(qiáng)等條件下，將經(jīng)過預(yù)處理的原料進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，以期達(dá)到所要求的反應(yīng)轉(zhuǎn)換率?；瘜W(xué)反應(yīng)的類型較多，一般包括還原、氧化、聚合、碳化、復(fù)分解等，通過這些化學(xué)反應(yīng)，可以獲得目的產(chǎn)物或者混合物。
3.產(chǎn)品精制：這個工序主要是將由化學(xué)反應(yīng)得到了混合物進(jìn)行分離，從而除去部分雜質(zhì)和副產(chǎn)物，以便獲得符合規(guī)格和組成的產(chǎn)品。
化學(xué)工藝生產(chǎn)流程的每一道工序都必須在特定的設(shè)備和一定的操作條件下完成所要求的化學(xué)反應(yīng)和物理反應(yīng)?；瘜W(xué)生產(chǎn)技術(shù)具有個別生產(chǎn)的特殊性，其涉及到的內(nèi)容一般需要選擇適合的生產(chǎn)方法和原料，比如流程組織、各種儀器的作用、催化劑的影響、操作條件的確定、產(chǎn)品規(guī)格以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)等問題。
三、化學(xué)工藝流程中萃取劑的選擇原則與方法
1.選擇原則
1.1.確保萃取劑良好的物理性質(zhì)
化學(xué)生產(chǎn)中所選用的萃取劑不僅需要具備良好的化學(xué)性質(zhì)，還需要穩(wěn)定的物理性質(zhì)，這樣有利于確保物質(zhì)的萃取質(zhì)量，提高萃取劑選擇的有效性。
1.2.確保萃取劑良好的選擇性
在化工工藝中，萃取劑的選擇直接關(guān)系到萃取操作工序是否能順利進(jìn)行。因此在選擇萃取劑時，應(yīng)確保其具有良好的選擇性，保證物質(zhì)分離系數(shù)，以便順利的完成物體的分離。通常情況下，物質(zhì)分離系數(shù)越大，萃取劑選擇的優(yōu)良性就越好。
1.3.確保萃取劑良好的萃取速度
在萃取工序中，所選擇的萃取劑必須具備良好的萃取速度，以符合物質(zhì)萃取的要求。在選擇萃取劑中，并不是價格越高就越好，反而有些價格相對低廉的萃取劑萃取效果更好，因此需要根據(jù)化學(xué)生產(chǎn)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。
1.4.確保萃取劑的無毒性
在實(shí)施每一道化工生產(chǎn)工藝中，都必須堅(jiān)持“安全至上”的原則。因此在萃取劑選擇中，必須控制好萃取的安全，確保所選用的萃取劑的無毒無害的，避免在化工生產(chǎn)過程中發(fā)生安全事故。
2.選擇方法
2.1.運(yùn)用正規(guī)溶液理論對溶劑進(jìn)行選擇
由于萃取形式和過程比較簡單，可以從純物質(zhì)的性質(zhì)對混合物性質(zhì)進(jìn)行預(yù)測，因此正規(guī)溶劑理論備受關(guān)注。由于物質(zhì)分子間的力比較復(fù)雜，對于分子力為色散力的極性分子來講，該理論比較適用。但是對于一般極性分子來說，正規(guī)溶液理論應(yīng)用誤差較大。
2.2.使用基團(tuán)貢獻(xiàn)法模型對溶劑進(jìn)行選擇
有機(jī)物總類繁多，往往由幾十種基團(tuán)組成。基團(tuán)貢獻(xiàn)法往往分為兩個概念，即局部組成概念和基團(tuán)溶液。局部組成概念是通過諸多學(xué)者共同研究，不斷改進(jìn)和補(bǔ)充，不斷提高模型預(yù)測的精準(zhǔn)度的選擇方式。這種方式比較簡單，能方便地得到體系內(nèi)某組分無限稀釋活度系數(shù)，在溶劑的選擇上比較便利。而基團(tuán)溶液概念是建立在基團(tuán)構(gòu)建模式基礎(chǔ)上的。
四、對化工工藝流程中萃取劑選擇的幾點(diǎn)思考
1.考慮萃取劑與料液的互溶性
在選擇萃取劑時，往往涉及到的料液是水，萃取劑的水溶性要小、油溶性要大，也就是說在水中的溶解度要小，而在稀釋劑中的溶解度要大。在這樣的條件下，萃取劑容易與水分層，避免產(chǎn)生乳化現(xiàn)象，這樣有利于提高分離效果。
2.考慮萃取劑具有穩(wěn)定的化學(xué)特性
選用的萃取劑應(yīng)具備沸點(diǎn)熔點(diǎn)低、相對密度小、腐蝕性低等性質(zhì)，具有這些性質(zhì)的萃取劑往往化學(xué)及熱穩(wěn)定性較好，有利于萃取劑發(fā)揮更好的分離效果。比如煤化工污水中含有大量的酚有害物質(zhì)，需要采用恰當(dāng)?shù)妮腿┻M(jìn)行分離，以降低其含量，避免造成環(huán)境污染。目前煤化工溶劑油重苯、二異丙基醚、重苯溶劑油等，這些萃取劑的萃取效率能高達(dá)90%。由于二異丙基醚沸點(diǎn)高不以發(fā)揮，其他物質(zhì)易發(fā)揮，容易造成二次污染，綜合考慮后選用二異丙基醚為煤化工污水處理的最佳萃取劑。
五、結(jié)束語
在化工工藝生產(chǎn)過程中，萃取劑選擇的合理性直接決定了萃取操作能否正常進(jìn)行。因此在萃取劑選擇過程中，應(yīng)時刻遵循選擇的原則和方式，根據(jù)化工生產(chǎn)實(shí)際特點(diǎn)，選擇化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)、低互溶性和具有較高萃取容量的萃取劑。同時嚴(yán)格遵守安全生產(chǎn)流程，改進(jìn)萃取工序的效率和質(zhì)量，促使化工萃取工藝經(jīng)濟(jì)性和合理性得到進(jìn)一步提高。
參考文獻(xiàn)：
[1]苗連萍.淺談關(guān)于化工工藝流程中萃取劑的選擇[J].黑龍江科技信息，2010（09）.
關(guān)鍵詞：職業(yè)教育;培養(yǎng)目標(biāo);教學(xué)策略
引言
隨著國家對職業(yè)教育工作會議的發(fā)展，并落實(shí)全教會精神的各個省市，中國職業(yè)技術(shù)教育快速發(fā)展。根據(jù)高等職業(yè)教育培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型人才的辦學(xué)特色，選擇合適的教學(xué)材料，建立具有高職教育特色的教學(xué)方法，提高就業(yè)率是教學(xué)工作的重中之重，也是高職院校生存之道。
《化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備》作為高職院校應(yīng)用化工技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)學(xué)科，在基本概念、理論的基礎(chǔ)上，聯(lián)系實(shí)際生產(chǎn)過程，詳述化學(xué)反應(yīng)過程所用設(shè)備的操作與控制。
1高職教育的教學(xué)現(xiàn)狀簡析
1.1 高職教育的處境
高職教育占據(jù)了高等教育的“半壁江山”，目前高等教育存在下滑的趨勢，比如教學(xué)過程中師生互動差、教學(xué)環(huán)境有待提高、考核方式陳舊、學(xué)生實(shí)踐能力不足、學(xué)生潛力有待挖掘、全面發(fā)展的學(xué)生比重小等，這些現(xiàn)象制約著高職教育的有效發(fā)展和深化，針對這些問題進(jìn)行探析、改進(jìn)，是高職院校提高教學(xué)質(zhì)量切實(shí)可行的方法。
1.2 高職學(xué)生的特點(diǎn)
高職學(xué)生本身具有一些優(yōu)點(diǎn)，比如正直善良、思想活躍、活潑好動、積極性高、動手能力強(qiáng)、適應(yīng)能力強(qiáng)等，但是也存在著一些缺點(diǎn)，如知識儲備相對薄弱、理論知識吸收相對緩慢、缺乏抽象思維、自身的學(xué)習(xí)勁頭不足、學(xué)習(xí)上缺乏創(chuàng)新精神，這樣使得教和學(xué)、供和需產(chǎn)生了極大的矛盾，也給高職院校的發(fā)展與提高帶來很大的壓力。因此，高職教學(xué)推行 “以能力為主導(dǎo)，以就業(yè)為導(dǎo)向”發(fā)展的方向已迫在眉睫。
1.3 《化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備》課程的特點(diǎn)
隨著我國產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)的不斷調(diào)整，化學(xué)工業(yè)的節(jié)能減排要求不斷提高，淘汰了許多落后的化工生產(chǎn)技術(shù)、工藝、設(shè)備，這樣一來化學(xué)工業(yè)中新技術(shù)，新材料，新設(shè)備被廣泛應(yīng)用，使得化學(xué)工業(yè)的技術(shù)含量有了很大的提高。
我?！痘瘜W(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備》所使用的教材是化學(xué)工業(yè)出版社出版的“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材，本課程既著重基本概念、基本理論和技術(shù)應(yīng)用的闡述，更要著重講述各類反應(yīng)的不同特點(diǎn)，并突出各種常見反應(yīng)器的日常運(yùn)行和操作內(nèi)容，以“表達(dá)知識、傳授知識、消化知識、理解知識、記憶知識、再現(xiàn)知識”為己任，并注重學(xué)生的能力培養(yǎng)，提高學(xué)生的做事本領(lǐng)，完成職業(yè)崗位工作任務(wù)，強(qiáng)化實(shí)踐技能培養(yǎng)[1]。讓學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，學(xué)以致用。
2《化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備》課程的培養(yǎng)目標(biāo)
本課程教學(xué)過程中，以能力培養(yǎng)為核心、項(xiàng)目任務(wù)為載體、知識儲備為輔助、態(tài)度紀(jì)律為抓手。
知識目標(biāo)：通過本課程的學(xué)習(xí)，能掌握各種反應(yīng)器的基本結(jié)構(gòu)、類型、特點(diǎn)，了解各種反應(yīng)器的工業(yè)應(yīng)用，掌握各種反應(yīng)器的工藝設(shè)計(jì)方法，能根據(jù)反應(yīng)特征和生產(chǎn)條件選擇反應(yīng)器。
能力目標(biāo)：樹立嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、安全第一的職業(yè)意識，初步掌握各種反應(yīng)器的基本操作和基本維護(hù)方法;能夠進(jìn)行反應(yīng)器的優(yōu)化、操作與控制，能判斷和排除反應(yīng)器故障;具備信息檢索和加工能力，具有發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題能力。
素質(zhì)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生誠實(shí)守信、富有愛心的思想品質(zhì);實(shí)事求是、尊重科學(xué)的理念;吃苦耐勞、善于溝通，團(tuán)結(jié)合作的職業(yè)素養(yǎng);勤于思考、敢于創(chuàng)新的意識。使學(xué)生具備良好的職業(yè)態(tài)度和職業(yè)道德，形成良好的職業(yè)行為，最終形成化工生產(chǎn)的職業(yè)綜合能力。
3《化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備》教學(xué)策略
3.1 加強(qiáng)教師培訓(xùn)，提高教師自身專業(yè)水平
轉(zhuǎn)變原有觀念，樹立正確的高職教育質(zhì)量觀[2]，能夠巧妙創(chuàng)設(shè)情景，輕松導(dǎo)入到教學(xué)中去，教師應(yīng)順應(yīng)時展的方向，力爭成為“雙師型”教師，在教學(xué)工作中采用綜合教法，除了平時廣泛采用的講授法、演示法，還應(yīng)逐漸滲透討論法，設(shè)計(jì)有層次的訓(xùn)練內(nèi)容。除了傳統(tǒng)的板書教學(xué)，還采用多媒體手段為學(xué)生提供更多的信息量，拓展學(xué)生思維。目前，微課堂、天空課堂、信息化教學(xué)設(shè)計(jì)大賽此起彼伏，這樣就需要教師對專業(yè)知識能夠熟練掌握，并能精煉地概括總結(jié)，對教師計(jì)算機(jī)水平的要求也逐漸提高，由此可見，現(xiàn)代的高職教育對教師的專業(yè)要求較以前有明顯提高，加強(qiáng)教師的專業(yè)培訓(xùn)必不可少。
3.2 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生創(chuàng)新意識[3]
愛因斯坦曾說過“興趣是最好的老師”。如今教學(xué)廣泛采用多媒體技術(shù)，為學(xué)生提供更為直觀、更加生動的課堂，擴(kuò)大信息的傳輸量，通過讓學(xué)生觀察、思考、互相討論、探究發(fā)現(xiàn)、分析推理等為主的多邊教學(xué)，引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生掌握探究方法，激發(fā)學(xué)生探究和發(fā)現(xiàn)問題的動機(jī)和興趣，為學(xué)生學(xué)習(xí)創(chuàng)造理想的問題情境。整個課堂設(shè)計(jì)緊湊、邏輯嚴(yán)密、前后呼應(yīng)。
為了增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，教師應(yīng)做到教學(xué)設(shè)計(jì)合理，層次清晰，環(huán)節(jié)過渡自然。能依據(jù)本節(jié)課的知識結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生實(shí)際，確定本節(jié)課采用探究式教學(xué)法。在課堂上改變原有的“灌輸教育”教學(xué)方法，改為“啟發(fā)式教育”的教學(xué)方法，調(diào)動學(xué)生思考鉆研的積極性，增強(qiáng)學(xué)生的自我創(chuàng)造力，讓學(xué)生掌握學(xué)習(xí)的技巧，這樣不僅有利于他們對專業(yè)知識的記憶和運(yùn)用，還能激發(fā)他們的創(chuàng)新思維[4]，不僅學(xué)會，還要會學(xué)。在教師的引導(dǎo)下，讓學(xué)生成為課堂上的主人公，使不同層次的學(xué)生都有較大的提高。
3.3 增加實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生操作能力
社會的快速發(fā)展，大學(xué)生的就業(yè)壓力，使得單純理論知識已不能滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)要求。高職學(xué)生的強(qiáng)項(xiàng)是社會實(shí)踐能力，《化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備》主要講述均相反應(yīng)器、氣固相反應(yīng)器及氣液反應(yīng)器的選擇、設(shè)計(jì)、操作與控制。在理論課堂，重點(diǎn)講解反應(yīng)器的選擇和設(shè)計(jì)，而操作與控制安排相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)課，讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐。比如間歇反應(yīng)釜、填料塔、換熱器是我校已經(jīng)具備的實(shí)訓(xùn)條件。間歇反應(yīng)釜實(shí)訓(xùn)要求學(xué)生掌握流程，會畫流程圖，掌握其控制過程。填料塔要求學(xué)生分組進(jìn)行操作，掌握填料方式，了解吸附-脫附過程，綜合傳熱裝置中介紹各種換熱器的特點(diǎn)及優(yōu)、缺點(diǎn)，結(jié)合化工生產(chǎn)實(shí)際，側(cè)重對管路與流程的掌握。另外，為提高學(xué)生的動手能力，我校還打算開設(shè)管式反應(yīng)器、固定床反應(yīng)器的實(shí)訓(xùn)課，為學(xué)生將來走上工作崗位打?qū)嵒A(chǔ)。
3.4 考核方式靈活多樣
考核是對學(xué)習(xí)效果以及教學(xué)目標(biāo)的檢驗(yàn)[5]，傳統(tǒng)的筆試形式的期末考試已經(jīng)不能充分體現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中各項(xiàng)技能的掌握，針對《化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備》的課程特點(diǎn)，知識考核以期末考試筆試的形式進(jìn)行，另外，能力考核在實(shí)訓(xùn)過程中考核學(xué)生的動手能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神以及對流程的總體掌握情況。過程考核包括兩部分，即過程學(xué)習(xí)成效評測和素質(zhì)評價。前者主要考核學(xué)生考勤、作業(yè)完成情況、以及課堂答問表現(xiàn)。后者主要包括學(xué)生的思想態(tài)度、行為規(guī)范、個人品質(zhì)、敬業(yè)精神、專業(yè)精神等，過程考核貫穿整個學(xué)習(xí)過程。
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1化學(xué)概念中的條件
教學(xué)中對相關(guān)理論或概念的應(yīng)用條件或適用限制進(jìn)行必須的合理的強(qiáng)化，可以使學(xué)生更加準(zhǔn)確把握，從而做到正確的、靈活的應(yīng)用。
2化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的條件
本人在長期從事化學(xué)教學(xué)的過程中發(fā)現(xiàn)一個非常普遍的現(xiàn)象，學(xué)生在分析化學(xué)反應(yīng)時只是簡單的說某些物質(zhì)能還是不能反整理應(yīng)，而缺少必要的“條件”意識。事實(shí)上有很多的化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生是需要具備一定的條件的，在合適的條件下才能進(jìn)行，條件不合適反應(yīng)就不會發(fā)生或者發(fā)生了但程度也是非常小的，對于有機(jī)物之間發(fā)生的反應(yīng)又往往伴隨著副反應(yīng)。
案例1.醇脫水反應(yīng)在不同溫度條件下得到的產(chǎn)物組成不同。表2是常壓、某催化劑存在條件下，分別以等量乙醇在不同溫度下進(jìn)行脫水實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)，每次實(shí)驗(yàn)反應(yīng)時間均相同，如果反應(yīng)條件只是籠統(tǒng)的講加熱，產(chǎn)物就存在不確定性，從科學(xué)研究的嚴(yán)謹(jǐn)性上來說就不夠了。在有機(jī)物的反應(yīng)中，溫度的改變或者使用催化劑的不同以及反應(yīng)介質(zhì)的不同都可能使反應(yīng)的類型或反應(yīng)的產(chǎn)物發(fā)生變化，條件的控制對于有機(jī)反應(yīng)來說尤為重要。
3化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的條件
普通高中《課程標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)要求》中明確提出了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課程目標(biāo)：掌握基本的化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法和技能，了解化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的一般過程，形成實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科學(xué)態(tài)度，具有批判精神和創(chuàng)新意識，形成綠色化學(xué)的觀念，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)安全意識，初步認(rèn)識實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)條件控制、數(shù)據(jù)處理等方法在化學(xué)學(xué)習(xí)和科學(xué)研究中的應(yīng)用等。
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，針對某一化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求，要使實(shí)驗(yàn)取得成功，通常需要引導(dǎo)學(xué)生注意如下方面：所用試劑的純度、儀器規(guī)格、儀器使用環(huán)境、所用試劑的純度、試劑的狀態(tài)、溶液的濃度、試劑用量、控制反應(yīng)條件的方式方法等。
【關(guān)鍵詞】化學(xué)反應(yīng)工程 應(yīng)用 教學(xué)改革
【中圖分類號】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-4810（2013）16-0056-02
化學(xué)反應(yīng)工程是一門涉及高等數(shù)學(xué)、化工原理、化工熱力學(xué)、化工傳遞過程、化工分析與合成等多學(xué)科、多領(lǐng)域的科學(xué)，也是一門研究化學(xué)反應(yīng)的工程問題的學(xué)科?；瘜W(xué)反應(yīng)工程是我校化學(xué)工程與工藝本?？频暮诵恼n程，目的是將實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)可靠地移植到工業(yè)生產(chǎn)中，并且就所確定的反應(yīng)與預(yù)期的生產(chǎn)能力對反應(yīng)器的形狀、尺寸及操作方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，其應(yīng)用遍及化學(xué)、石油化學(xué)、生物化學(xué)、醫(yī)藥、冶金及輕工業(yè)等許多工業(yè)部門。
一 化學(xué)反應(yīng)工程在化工工程中的應(yīng)用
1.化工工程是否具有可行性是一個最直接、最根本的問題，而解決這一問題的基礎(chǔ)是先要了解各反應(yīng)的速率
對于具有工程意義的系統(tǒng)來說，反應(yīng)動力學(xué)無法用理論計(jì)算，而必須通過實(shí)驗(yàn)來確定。所謂的反應(yīng)進(jìn)行分析，即通過實(shí)驗(yàn)測定動力學(xué)數(shù)據(jù)并對之進(jìn)行數(shù)學(xué)關(guān)聯(lián)，從而獲得反應(yīng)速度方程。因?yàn)榇蠖鄶?shù)重要的工業(yè)反應(yīng)都不是在充分混合的均相中進(jìn)行的，傳熱和傳質(zhì)過程對這些反應(yīng)的進(jìn)行也有相當(dāng)大的影響。因此，傳遞過程動力學(xué)與化學(xué)動力學(xué)的共同作用在化學(xué)反應(yīng)工程中具有非常重要的意義。
化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)中的動力學(xué)就是專門闡明化學(xué)反應(yīng)速度與各個物理因素之間的定量關(guān)系。有些從熱力學(xué)分析認(rèn)為可行的，如常壓、低溫合成氨，由于速度太慢而實(shí)際上是不可行的，只有研究出好的催化劑才能在適當(dāng)?shù)臏囟群蛪毫ο乱燥@著速度進(jìn)行反應(yīng)，這就是動力學(xué)的問題。還有一些過程，從熱力學(xué)分析認(rèn)為是不當(dāng)?shù)模缂淄榱呀庵埔胰?，?500℃左右的高溫下，乙炔極不穩(wěn)定，最終似乎只可以得到碳和氫。但如果使它在極短時間（如0.001秒）內(nèi)反應(yīng)并立刻淬冷到低溫，那就能獲得乙炔，工業(yè)上也就是這樣來實(shí)施的，所以在實(shí)際應(yīng)用上起決定性作用的往往是動力學(xué)因素。為了實(shí)現(xiàn)某一反應(yīng)，需要選定合適的條件、反應(yīng)器結(jié)構(gòu)型式以及確定反應(yīng)器的尺寸和處理能力等，這些都緊緊依賴于對反應(yīng)動力學(xué)特性的認(rèn)識。動力學(xué)是反應(yīng)工程的一個重要基礎(chǔ)，更是化工工程的一個重要基礎(chǔ)。
2.化工工程需要工業(yè)反應(yīng)器，而反應(yīng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算、開發(fā)與放大是化學(xué)反應(yīng)工程的一個重要內(nèi)容
盡管各種產(chǎn)品有不同的生產(chǎn)過程，但作為化工生產(chǎn)的核心——化學(xué)反應(yīng)器是必不可少的。各種不同類型的化學(xué)反應(yīng)器具有不同的反應(yīng)工程性質(zhì)，因?yàn)樵谶@些反應(yīng)器中的流體力學(xué)及熱力學(xué)狀況可能完全不同。這就要求在進(jìn)行反應(yīng)器設(shè)計(jì)時，要以質(zhì)量、能量及動量的基本守恒方程式為基礎(chǔ)。除了化學(xué)動力學(xué)以及質(zhì)量和熱量的交換外，反應(yīng)器中的流體力學(xué)及溫度變化類型對于反應(yīng)器的生產(chǎn)能力也會產(chǎn)生影響。
工業(yè)裝置上采用的反應(yīng)條件，不一定與小試或中試的一致。如在實(shí)驗(yàn)室的小裝置內(nèi)，反應(yīng)器的直徑很小，床層也薄，一般又常以氣體通過床層的空間速度作為反應(yīng)條件的一種標(biāo)志。但在放大后，床層的高徑比往往就不一樣了。如要保持相同的空間速度，線速度就需改變，而線速度的大小又影響到壓降、流體的混合和傳熱等情況，從而導(dǎo)致反應(yīng)的結(jié)果不再與小試相同。又如，在小裝置中進(jìn)行某些放熱反應(yīng)時，溫度容易控制，但在大裝置中，傳熱和控溫往往成為頭等難題，甚至根本不可能達(dá)到與小裝置相同的溫度條件，所有這些導(dǎo)致出現(xiàn)“放大效應(yīng)”。因此，工業(yè)裝置的反應(yīng)條件必須結(jié)合工程上的考慮才能最合理地確定。在化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)科建立以前，工業(yè)界廣泛采用的方法是逐級經(jīng)驗(yàn)放大的方法，中間試驗(yàn)往往耗資大、歷時久?；瘜W(xué)反應(yīng)工程學(xué)科建立以后，逐步形成一套新的數(shù)學(xué)模型方法。目前，逐級經(jīng)驗(yàn)放大和數(shù)學(xué)模型兩種方法同時并存，各有適用范圍，但是，即使是逐級經(jīng)驗(yàn)放大的方法，也常是以化學(xué)反應(yīng)工程的理論為指導(dǎo)，而不再是純經(jīng)驗(yàn)性的了。
3.工業(yè)反應(yīng)過程的優(yōu)化操作以及反應(yīng)技術(shù)的開發(fā)是反應(yīng)工程在工業(yè)方面的重要應(yīng)用
化工產(chǎn)品只有在反應(yīng)器中才能產(chǎn)生，想提高產(chǎn)品的產(chǎn)量必然要對反應(yīng)器的操作條件進(jìn)行優(yōu)化。實(shí)際工業(yè)反應(yīng)過程未必在最優(yōu)的條件下操作，即使設(shè)計(jì)是優(yōu)化的，在實(shí)施時往往有許多難以預(yù)料的因素，使原定的優(yōu)化設(shè)計(jì)條件在實(shí)際操作中未必是優(yōu)化的。運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)工程理論對現(xiàn)行的工業(yè)反應(yīng)過程進(jìn)行分析，結(jié)合模擬研究，可找出薄弱環(huán)節(jié)和進(jìn)一步調(diào)優(yōu)的方向，通過調(diào)節(jié)和改造以獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。由此可知，在化工工程中，老廠的增產(chǎn)挖潛、新廠的設(shè)計(jì)、新工藝、新產(chǎn)品以及新設(shè)備的付諸實(shí)踐，化學(xué)反應(yīng)工程都起著重要的指導(dǎo)作用。反應(yīng)工程的理論為新反應(yīng)器和新反應(yīng)技術(shù)的開發(fā)指明了方向，研究者可據(jù)此尋找合理的設(shè)備結(jié)構(gòu)和操作方法。近年來出現(xiàn)的新的石油化工裂解技術(shù)和各種新型技術(shù)，都得益于反應(yīng)工程理論的指導(dǎo)。在工業(yè)應(yīng)用中，在定性指導(dǎo)方面已發(fā)揮了很大的作用。但是，與理論研究相比，反應(yīng)器內(nèi)傳遞過程的實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)據(jù)積累還很薄弱，特別是對于化工生產(chǎn)中經(jīng)常遇到的多相流動體系的研究還不足。因此，反應(yīng)工程的研究需要與多相流體力學(xué)和多相傳遞過程的研究相結(jié)合，以便相輔相成。同時，化學(xué)反應(yīng)工程向生化、冶金等領(lǐng)域擴(kuò)展時還會出現(xiàn)新問題，這就需要進(jìn)一步的研究。
二 化學(xué)反應(yīng)工程課程教學(xué)改革
針對目前的高校教學(xué)，我認(rèn)為在此門課程教學(xué)與學(xué)習(xí)中應(yīng)對以下幾方面進(jìn)行加強(qiáng)：
1.強(qiáng)化計(jì)算機(jī)的應(yīng)用
氣固相催化反應(yīng)器是用數(shù)學(xué)模型法設(shè)計(jì)計(jì)算最成功的實(shí)
例之一，常用擬均相模型求解。對擬均相一維模型可以得到微分方程組，此微分方程組可以用數(shù)值法求解，常用的數(shù)值法有歐拉法、改進(jìn)歐拉法、龍格—庫塔法等。另外要求學(xué)生結(jié)合所學(xué)“化工計(jì)算機(jī)應(yīng)用”的課程內(nèi)容，采用VB計(jì)算機(jī)語言進(jìn)行編程，對各種計(jì)算方法、邊界條件、步長等進(jìn)行比較，使計(jì)算結(jié)果穩(wěn)定、準(zhǔn)確。
2.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)
如返混是不同停留時間的物料混合，返混降低了反應(yīng)器中反應(yīng)物料濃度，影響反應(yīng)速度、轉(zhuǎn)化率及選擇性，所以返混對化學(xué)反應(yīng)結(jié)果影響特別大。通過開設(shè)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)，可以從中看到返混對反應(yīng)物濃度的影響及停留時間分布的特征，反應(yīng)器的空速等操作條件對返混程度的影響，對串聯(lián)全混釜模型與軸向分散模型有了深刻的理解。根據(jù)流動模型參數(shù)，結(jié)合在其中進(jìn)行反應(yīng)的特征參數(shù)，計(jì)算或預(yù)測非理想流動狀態(tài)下反應(yīng)實(shí)際可達(dá)到的轉(zhuǎn)化率。
3.與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合
本課程以工業(yè)反應(yīng)過程及反應(yīng)器設(shè)備為研究對象，安排學(xué)生到工廠實(shí)習(xí)，這對本課程的學(xué)習(xí)非常重要。我們連續(xù)幾年安排學(xué)生到中石化茂名分公司實(shí)習(xí)，在實(shí)習(xí)前，我們要求學(xué)生結(jié)合所學(xué)“石油煉制工藝學(xué)”課程內(nèi)容，并針對自己實(shí)習(xí)的車間查閱相關(guān)資料，了解反應(yīng)原料組成和來源；掌握裝置的反應(yīng)過程原理和工藝條件，熟悉裝置的設(shè)備。在實(shí)習(xí)基地先組織聽取技術(shù)人員的安全知識講座。然后在實(shí)習(xí)中了解主要裝置的工藝流程，熟悉現(xiàn)場的管線——泵——反應(yīng)器——儲罐等的走向，認(rèn)清部分工藝的簡易流程，了解化工生產(chǎn)中所用到的各類反應(yīng)器、換熱器、罐及輔助設(shè)備等，使學(xué)生對各類反應(yīng)過程及所涉及的設(shè)備有感性認(rèn)識。通過進(jìn)廠實(shí)習(xí)也進(jìn)一步證明理論與實(shí)踐密不可分，有利于教學(xué)質(zhì)量的提高。
三 結(jié)論
化學(xué)反應(yīng)工程是一門工程類學(xué)科，與工程實(shí)際緊密聯(lián)系，數(shù)學(xué)模型復(fù)雜，實(shí)踐性和應(yīng)用性很強(qiáng)。課程改革通過結(jié)合現(xiàn)代教學(xué)方法與手段，引入專業(yè)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)等實(shí)踐環(huán)節(jié)，加深了學(xué)生對理論知識的理解，培養(yǎng)了學(xué)生綜合應(yīng)用知識的能力及工程意識，提高了分析、解決工程問題的能力，適應(yīng)了新世紀(jì)人才培養(yǎng)模式的需求。
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進(jìn)入21世紀(jì)，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到各學(xué)科的每一個領(lǐng)域之中，各學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展對計(jì)算機(jī)的依賴程度越來越高，化學(xué)工程學(xué)科也不例外。目前，計(jì)算機(jī)已經(jīng)深入應(yīng)用到化工模擬、計(jì)算化學(xué)和化工制圖等化學(xué)工程學(xué)科的各個層面之中，對化學(xué)工程的發(fā)展起著巨大的促進(jìn)推動作用?；瘜W(xué)工作者應(yīng)該抓住機(jī)遇，在新時期努力學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)知識、熟練掌握運(yùn)用計(jì)算機(jī)，將其應(yīng)用到化工設(shè)計(jì)、化學(xué)本文由收集整理計(jì)算中去，使化工學(xué)科能夠更快地發(fā)展。
化學(xué)工程作為一門基礎(chǔ)學(xué)科，長期以來是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的，是一門理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的學(xué)科。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展日新月異，化學(xué)工程的研究中又增加了計(jì)算與計(jì)算機(jī)模擬的方法，它已經(jīng)逐漸成為化學(xué)工程中最富有生命力的研究方法。隨著電子計(jì)算機(jī)在化學(xué)工程中的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的化學(xué)工程學(xué)科已逐漸成為一門集實(shí)驗(yàn)、計(jì)算、理論于一體的綜合性學(xué)科。
從20世紀(jì)50年代開始，科研工作者就利用計(jì)算機(jī)解算化工過程的數(shù)學(xué)模型，使研究方法出現(xiàn)了一個革新。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，化工過程模擬已經(jīng)成為普遍采用的常規(guī)手段，被廣泛應(yīng)用于化工過程的研究、開發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)操作的控制與優(yōu)化、操作培訓(xùn)和技術(shù)改造之中。
一、流程模擬
化工過程流程模擬或流程模擬是根據(jù)化工過程的數(shù)據(jù)，諸如物料的壓力、溫度、流量、組成和有關(guān)的工藝操作條件、工藝規(guī)定、產(chǎn)品規(guī)格以及一定的設(shè)備參數(shù)，如蒸餾塔的板數(shù)、進(jìn)料位置等，采用適當(dāng)?shù)哪M軟件，將一個有許多個單元過程組成的化工流程用數(shù)學(xué)模擬描述，用計(jì)算機(jī)模擬實(shí)際生產(chǎn)過程，并在計(jì)算機(jī)上通過改變各種有效條件得到所需要的結(jié)果，其中包括最受關(guān)心的原材料消耗、公用工程消耗和產(chǎn)品、副產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量等重要數(shù)據(jù)。
流程模擬就是在計(jì)算機(jī)上“再現(xiàn)”實(shí)際生產(chǎn)過程，由于這一“再現(xiàn)”過程不涉及實(shí)際裝置的任何管線、設(shè)備以及能源的變動，因此給化工模擬人員最大的自由度，可以在計(jì)算機(jī)上任意進(jìn)行不同方案和工藝條件的探討、分析。流程模擬式計(jì)算機(jī)技術(shù)是化工方面的最重要應(yīng)用之一。應(yīng)用流程模擬系統(tǒng)不僅可以節(jié)省時間，也可節(jié)省大量資金和操作費(fèi)用，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，降低消耗。流程模擬系統(tǒng)還可以對經(jīng)濟(jì)效益、過程優(yōu)化、環(huán)境評價進(jìn)行全面地分析和精確評估，并可以對化工過程的規(guī)劃、研究和開發(fā)及技術(shù)可靠性做出分析，并快速準(zhǔn)確地對多種流程方案進(jìn)行分析和對比。
二、單元模擬
化工工業(yè)處理的過程是以質(zhì)量、動量和能量的連續(xù)流動為特征，傳統(tǒng)手段對這一過程的處理很大程度上是依靠經(jīng)驗(yàn)以及一些宏觀參數(shù)表達(dá)的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式?，F(xiàn)代流程模擬技術(shù)中，絕大部分單元過程仍被處理為“黑箱”模型，對流動、傳質(zhì)、熱、反應(yīng)比較敏感的單元過程的設(shè)計(jì)、放大，需要了解有關(guān)質(zhì)量、動量、能量流更多微觀和深入的信息，單元模擬技術(shù)就是為了解決這一問題而產(chǎn)生的。
在單元模擬過程中，單元內(nèi)部的介質(zhì)基本是多組分或多相的，傳質(zhì)、傳熱、反應(yīng)過程相互耦合。單元模擬技術(shù)通過離散方法求解這一耦合體系，以獲得空間和時間的速度分布、溫度分布、壓力分布、濃度分布、相分?jǐn)?shù)分布等。單元模擬技術(shù)可以提供傳統(tǒng)手段難以獲得的大量信息，如單元過程內(nèi)部所有參數(shù)的空間分布和動態(tài)變化，通過這些信息可以深入理解單元過程內(nèi)部的機(jī)理，在發(fā)生異常時亦有助于分析原因。因此，它是一種低成本的調(diào)優(yōu)手段，當(dāng)結(jié)構(gòu)形式或結(jié)構(gòu)參數(shù)變化后，單元過程內(nèi)部隨工藝參數(shù)和操作參數(shù)而變化的過程，可以在計(jì)算機(jī)上很方便地進(jìn)行試驗(yàn)，直接用于優(yōu)化和改造手段，而且單元模擬的計(jì)算不是經(jīng)驗(yàn)性的，比較可靠，目前單元模擬主要用于化工生產(chǎn)的工程放大、優(yōu)化設(shè)計(jì)、診斷及擴(kuò)能改造、生產(chǎn)調(diào)優(yōu)及控制四個方面。
三、反應(yīng)動力學(xué)模擬
化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)是一門研究各種因素對反應(yīng)速率的影響規(guī)律和反應(yīng)機(jī)理的科學(xué)，在根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和對反應(yīng)機(jī)理研究的基礎(chǔ)上建立了化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)方程，它們對反應(yīng)器的設(shè)計(jì)、最優(yōu)化條件的選擇都是必不可少的理論基礎(chǔ)。
目前所采用的物理化學(xué)教材對一系列對峙、平行、連
續(xù)等復(fù)雜反應(yīng)的動力學(xué)方程僅給出分離變量法或消元法等單一的數(shù)學(xué)處理方法，這種方法對于非常簡單的復(fù)雜反應(yīng)可以求出解析解，但大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理非常復(fù)雜，由于從反應(yīng)機(jī)理得到的微分方程組，非常不便求解，因此借助電子計(jì)算機(jī)用數(shù)值解法，可以方便地求解從反應(yīng)機(jī)理得到的微分方程組。
計(jì)算機(jī)模擬在復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)的計(jì)算中有著廣泛的應(yīng)用，通過計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算得到的結(jié)果可以預(yù)知反應(yīng)過程中各反應(yīng)物質(zhì)濃度的變化，通過對連續(xù)反應(yīng)最佳時間的計(jì)算可以控制反應(yīng)時間以得到所需要的物質(zhì)的最大濃度，通過計(jì)算平行反應(yīng)和對峙放熱反應(yīng)最佳溫度，可以控制反應(yīng)溫度，優(yōu)化反應(yīng)條件，使生成產(chǎn)物的速率達(dá)到最大值，這些計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算的數(shù)值可以為實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中工藝條件的控制以及反應(yīng)器的設(shè)計(jì)提供重要的參考數(shù)據(jù)。
四、分子模擬
從分子水平來研究化工過程及產(chǎn)品的開發(fā)和設(shè)計(jì)，無疑是21 世紀(jì)化學(xué)工程的一個重要方向，計(jì)算機(jī)模擬研究已漸成為與實(shí)驗(yàn)研究及理論研究相平衡的認(rèn)識自然規(guī)律的第三種重要方法?；崃W(xué)數(shù)據(jù)對于化學(xué)工業(yè)過程的設(shè)計(jì)、操作以及優(yōu)化具有重要的作用。熱力學(xué)數(shù)據(jù)一般通過三個途徑取得：即實(shí)驗(yàn)測定、理論總結(jié)及計(jì)算機(jī)分子模擬。通過計(jì)算機(jī)分子模擬，可以較為嚴(yán)格地從流體的微觀相互作用出發(fā)，預(yù)測流體的宏觀熱力學(xué)性質(zhì)。特別是在一些極端的條件（如高溫、高壓、劇毒）下，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)是很困難的，計(jì)算機(jī)模擬則較易實(shí)現(xiàn)，并且比較經(jīng)濟(jì)。采用計(jì)算機(jī)分子模擬方法，可以得到相當(dāng)可靠的熱力學(xué)體系的徑向分布函數(shù)、宏觀熱力學(xué)性質(zhì)以及輸運(yùn)性質(zhì)，這為我們建立與改進(jìn)各種描述實(shí)際現(xiàn)象的理論或模型提供可靠的依據(jù)。
化學(xué)是一門基礎(chǔ)性學(xué)科，是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的學(xué)科，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在化學(xué)學(xué)科中的廣泛應(yīng)用，逐漸形成了應(yīng)用計(jì)算機(jī)研究化學(xué)反應(yīng)和物質(zhì)變化的獨(dú)立學(xué)科，它以計(jì)算機(jī)為技術(shù)手段，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)方面的數(shù)值計(jì)算，這就是計(jì)算化學(xué)。
計(jì)算化學(xué)是理論化學(xué)的重要分支，是利用電子計(jì)算機(jī)、通過數(shù)值計(jì)算解決化學(xué)問題的一門方法學(xué)。計(jì)算化學(xué)是一門新興的、多學(xué)科交叉的邊緣科學(xué)，它運(yùn)用數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)與計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的方法，進(jìn)行化學(xué)方面的理論計(jì)算、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)與信息處理、分類、分析和預(yù)測。隨著化學(xué)儀器對自動化要求越來越高，許多化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程用人工進(jìn)行控制相當(dāng)困難，需要可靠的控制技術(shù)系統(tǒng)，因此計(jì)算機(jī)計(jì)算模擬技術(shù)從根本上改變了化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)。
計(jì)算化學(xué)以數(shù)值計(jì)算為基礎(chǔ)，用高級語言及其編程技術(shù)，解決化學(xué)中的數(shù)值計(jì)算問題，它將數(shù)學(xué)的計(jì)算方法通過計(jì)算機(jī)程序具體地應(yīng)用于化學(xué)過程中，通常用來研究化學(xué)中一些常用的、共同的、較為常見的計(jì)算方法，是化學(xué)計(jì)算的核心。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的內(nèi)插、函數(shù)擬合、線性方程組求解、高階方程組求解、解微分方程組、求本征值與本征向量等，它們均與化學(xué)中量子化學(xué)、分析化學(xué)、化學(xué)平衡、化學(xué)動力學(xué)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等密切相關(guān)?，F(xiàn)代計(jì)算化學(xué)技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)能夠?qū)⒏鞣N化學(xué)性質(zhì)與分子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系定量地聯(lián)系起來，化學(xué)因此正從實(shí)驗(yàn)科學(xué)邁向?qū)嶒?yàn)、計(jì)算、理論相結(jié)合的綜合性學(xué)科，化學(xué)已經(jīng)由多實(shí)驗(yàn)少計(jì)算，演變?yōu)橄葘?shí)驗(yàn)再計(jì)算，也必將逐步演變?yōu)橄扔?jì)算再實(shí)驗(yàn)。
目前計(jì)算化學(xué)在無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、結(jié)構(gòu)化學(xué)中都有廣泛地運(yùn)用，具體來說，計(jì)算化學(xué)要完成的任務(wù)主要有量子結(jié)構(gòu)計(jì)算、分子從頭計(jì)算、半經(jīng)驗(yàn)計(jì)算和分子力學(xué)計(jì)算等量子化學(xué)和結(jié)構(gòu)化學(xué)范疇，以及物理化學(xué)參數(shù)計(jì)算，包括反應(yīng)焓、偶極距、振動頻率、光譜熵、反應(yīng)自由能、反應(yīng)速率等理論計(jì)算，這些屬于化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)及統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)范疇。在計(jì)算化學(xué)中，數(shù)值計(jì)算是最根本的任務(wù)，其目的是將已知參數(shù)通過適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)計(jì)算得到一個預(yù)期的結(jié)果，這個結(jié)果可以和實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比較，也可以和前人的研究成果相比較，最終得出結(jié)論，用來指導(dǎo)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)施。
化學(xué)工程設(shè)計(jì)具體的任務(wù)涉及物料衡算、能量衡算、廠區(qū)布置圖繪制、車間布置圖繪制、設(shè)備裝備圖繪制、管道布置圖繪制、帶控制點(diǎn)工藝流程圖繪制、設(shè)備選型及強(qiáng)度校核計(jì)算等許多工作，如此眾多繁雜的工作，如能引入計(jì)算機(jī)輔助，將大大減輕化工設(shè)計(jì)工作的強(qiáng)度。
過去那種利用普通紙筆繪制化工圖樣、利用計(jì)算尺和計(jì)算器進(jìn)行的各種計(jì)算將被計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用所取代。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)制圖和普通制圖相比不僅具有繪制精確、圖面整潔等優(yōu)點(diǎn)，而且還具有隨意修改、重復(fù)利用、按需打印等普通手工繪制無法具備的特點(diǎn)，利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)
進(jìn)行化工工程圖繪制已經(jīng)是21世紀(jì)的基本趨勢。
一、了解新課程高考化學(xué)試題特點(diǎn)，強(qiáng)化復(fù)習(xí)與訓(xùn)練的針對性
1.強(qiáng)化學(xué)習(xí)真實(shí)的化學(xué)，試題背景注重與社會、生活、科技的密切聯(lián)系。如近兩年福建高考化學(xué)試題中出現(xiàn)的：溫室氣體、清潔能源、酸雨、低碳經(jīng)濟(jì)、可燃冰、維生素C、牙膏中摩擦劑、PX、增塑劑、工業(yè)上制硫酸銅、白磷、硫酸鋅等等。
2.重視三大反應(yīng)原理（氧化還原反應(yīng)、離子反應(yīng)和熱化學(xué)反應(yīng)）、三大化學(xué)理論（平衡理論、結(jié)構(gòu)理論和電離理論）的考查。這是化學(xué)學(xué)科的核心內(nèi)容，在福建高考化學(xué)試卷中占很大的比重（約占30%）。
3.重視常見元素及其重要化合物性質(zhì)的考查。元素化合物內(nèi)容是化學(xué)理論知識、化學(xué)實(shí)驗(yàn)與探究等的載體，在試題中也得到很好的體現(xiàn)（福建高考化學(xué)試題直接考查元素化合物知識約占20%，包括間接考查約占35%）。
4.重視化學(xué)實(shí)驗(yàn)及探究能力的考查。利用學(xué)生可理解的并與生活實(shí)際聯(lián)系緊密的實(shí)驗(yàn)性問題為情景，設(shè)置平實(shí)而又密切聯(lián)系化學(xué)原理的問題，從物質(zhì)的定性檢驗(yàn)、樣品成分的定量測定、實(shí)驗(yàn)方案的評價諸方面考查考生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作能力。實(shí)驗(yàn)探究情境平凡，問題層次多元，由淺入深，發(fā)揮了實(shí)驗(yàn)題多角度、多方位、多層面的考查功能?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)研究的手段，是科學(xué)探究的主要方法，福建高考化學(xué)試題直接考查實(shí)驗(yàn)約占24%。
5.注重化學(xué)用語考查。新課程高考福建化學(xué)卷，每份試題均要求學(xué)生書寫化學(xué)反應(yīng)方程式、離子反應(yīng)方程式，分?jǐn)?shù)達(dá)15分左右，還要求書寫原子結(jié)構(gòu)示意圖、化學(xué)式、結(jié)構(gòu)簡式、電子排布式等化學(xué)用語，直接考查化學(xué)用語有25分左右。
6.重視化學(xué)計(jì)算技能的考查。化學(xué)計(jì)算是從定量角度認(rèn)識和理解化學(xué)知識的重要能力體現(xiàn)，新課程高考雖然沒有獨(dú)立的一題Ⅱ卷的大計(jì)算題，但將化學(xué)計(jì)算與化學(xué)概念、化學(xué)原理、化學(xué)反應(yīng)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)等結(jié)合起來，體現(xiàn)化學(xué)計(jì)算在化學(xué)學(xué)科中的認(rèn)識和應(yīng)用功能的試題如：①反應(yīng)熱的相關(guān)計(jì)算；②氧化――還原反應(yīng)的相關(guān)計(jì)算；③以物質(zhì)的量，阿伏加德羅常數(shù)為核心的有關(guān)物質(zhì)的量濃度、氣體摩爾體積的計(jì)算；④以元素化合物性質(zhì)為基礎(chǔ)的根據(jù)化學(xué)方程式的計(jì)算；⑤有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的計(jì)算；⑥溶液pH、電解質(zhì)溶液中離子濃度等方面的計(jì)算題每年均會涉及，全卷直接考查計(jì)算因素的試題達(dá)15分左右，而涉及計(jì)算因素的考題分?jǐn)?shù)達(dá)35分左右或者更高。
7.注重對新課程新增內(nèi)容的考查。蓋斯定律、化學(xué)平衡常數(shù)、沉淀溶解平衡和溶度積常數(shù)、新型電池均是近幾年新課程高考化學(xué)的必考題，電離能、核外電子排布、分子空間構(gòu)型和雜化軌道理論也是選考題的熱點(diǎn)。
第二輪復(fù)習(xí)的內(nèi)容及練習(xí)、測試題均要根據(jù)上述新課程高考化學(xué)試題的特點(diǎn)來選擇，強(qiáng)化針對性和有效性。
二、明確新課程高考化學(xué)復(fù)習(xí)的專題，確定二輪復(fù)習(xí)的重點(diǎn)與突破口
第二輪總復(fù)習(xí)是以專題復(fù)習(xí)為主，專題的設(shè)置一般有兩類：
1.按知識塊設(shè)置。
物質(zhì)的組成、性質(zhì)與分類
化學(xué)計(jì)量及其應(yīng)用
氧化還原反應(yīng)
弱電解質(zhì)的電離與溶液酸堿性
鹽類水解與沉淀溶解平衡
電化學(xué)：原電池、電解池及其應(yīng)用
熱化學(xué)（熱化學(xué)方程式的書寫與蓋斯定律）
化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)反應(yīng)限度（化學(xué)平衡）
元素周期律、元素周期表
金屬及其化合物
非金屬及其化合物
化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展（STSE）
實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評價
2.按試題考點(diǎn)與類型設(shè)置。
化學(xué)科學(xué)特點(diǎn)、化學(xué)研究基本方法與化學(xué)觀念
阿伏伽德羅常數(shù)
離子共存與離子推斷
離子方程式：書寫與正誤判斷
必考有機(jī)化學(xué)
化學(xué)基礎(chǔ)理論選擇題
無機(jī)元素推斷：原子結(jié)構(gòu)推斷、轉(zhuǎn)化關(guān)系推斷
探究實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、評價、條件控制
化學(xué)工業(yè)流程題
圖表專題
化學(xué)小計(jì)算
選考
根據(jù)以上專題及學(xué)生的第一輪復(fù)習(xí)后知識及能力的實(shí)際，確定二輪復(fù)習(xí)的重點(diǎn)及突破口。
三、認(rèn)真解讀高考化學(xué)能力要求，實(shí)現(xiàn)知識向能力的轉(zhuǎn)化
1.能力要求的變化。
新課程高考化學(xué)《考試說明》別強(qiáng)調(diào)的能力是“用正確的化學(xué)術(shù)語及文字、圖表、模型、圖形等表達(dá)，并作出解釋的能力”，刪除的能力要求是“將化學(xué)問題抽象成數(shù)學(xué)問題，利用數(shù)學(xué)工具，通過計(jì)算和推理（結(jié)合化學(xué)知識）解決化學(xué)問題的能力”。由此可見，新課程高考化學(xué)將突出強(qiáng)調(diào)學(xué)生獲取信息的能力，分析、綜合的能力，多樣化的表達(dá)和解析的能力，以及科學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)探究的能力，等等。
2.《考試說明》中要求的化學(xué)學(xué)科能力要求解讀。
（1）接受、吸收、整合化學(xué)信息的能力
①能夠?qū)χ袑W(xué)化學(xué)基礎(chǔ)知識融會貫通，有正確復(fù)述、再現(xiàn)、辨認(rèn)的能力；
【解讀】對于中學(xué)化學(xué)的基礎(chǔ)知識即主干知識必須做到全面熟練掌握，并能用自己的語言及文字準(zhǔn)確表達(dá)。如《考試說明》中題型示例：例1和例2。
②能夠通過對實(shí)際事物、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)物、模型、圖像、圖表的觀察，以及對自然界、社會生產(chǎn)與生活中的化學(xué)現(xiàn)象的觀察，獲取有關(guān)的感性知識和印象，并進(jìn)行初步加工、吸收、有序存儲的能力；
③能夠從試題提供的新信息中，準(zhǔn)確地提取實(shí)質(zhì)性內(nèi)容，并經(jīng)與已有知識塊整合，重組為新知識塊的能力。
【解讀】新課程高考化學(xué)試題的背景材料密切聯(lián)系工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科技發(fā)展的最新成就、社會及生活中的化學(xué)現(xiàn)象，內(nèi)容呈現(xiàn)中含有大量的圖像、圖表及過程的文字描述，要求學(xué)生能認(rèn)真審讀、剖析圖像、圖表及過程的文字描述，看懂圖表所包含的信息，能從文字、圖表中提取所需的信息，并經(jīng)與已有知識塊整合，重組為新知識塊，并從中找出規(guī)律，以便解答相關(guān)的問題，并能用恰當(dāng)?shù)奈淖?、化學(xué)用語或圖表表達(dá)出相關(guān)的解答。如《考試說明》中題型示例：例4、例6、例7和參考試卷25、30（3）、（4）題。
（2）分析問題和解決（解答）化學(xué)問題的能力。
①能夠?qū)?shí)際問題進(jìn)行分解，通過運(yùn)用相關(guān)知識，采用分析、綜合的方法，解決簡單化學(xué)問題的能力；
②能夠?qū)⒎治?、解決問題的過程和成果，用正確的化學(xué)術(shù)語及文字、圖表、模型、圖形等表達(dá)，并做出解釋的能力。
【解讀】能夠獨(dú)立地對試題中的問題進(jìn)行具體分析，找出起重要作用的因素及相關(guān)條件，能夠把一個復(fù)雜問題分解成若干較簡單的問題，找出應(yīng)答的關(guān)鍵，能選擇和調(diào)用自己貯存的知識塊，將它們加以分解、遷移、轉(zhuǎn)換（聯(lián)想、類比、模仿和改造）、重組，形成解題思路，使得問題得到解決，并能夠運(yùn)用化學(xué)知識，對有關(guān)見解、實(shí)驗(yàn)方案，解決問題的方案、過程和結(jié)果進(jìn)行評價。如《考試說明》中題型示例：例6和例7。
（3）化學(xué)實(shí)驗(yàn)與探究能力。
①了解初步實(shí)踐化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的一般過程，掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本方法與技能；
②在解決簡單化學(xué)問題的過程中，運(yùn)用科學(xué)方法，初步了解化學(xué)變化規(guī)律，并對化學(xué)現(xiàn)象提出科學(xué)合理的解釋。如《考試說明》中題型示例：例5和參考試卷24題。
【解讀】其一是理解實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙螅私獠牧嫌镁?，掌握?shí)驗(yàn)方法步驟，會控制實(shí)驗(yàn)條件和使用儀器，會處理實(shí)驗(yàn)安全問題，會觀察、分析和解釋實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的現(xiàn)象、數(shù)據(jù)，并得出合理的實(shí)驗(yàn)結(jié)論；其二是實(shí)驗(yàn)探究分析設(shè)計(jì)能力，要求根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、要求，設(shè)計(jì)或評價簡單實(shí)驗(yàn)方案的能力，它包括實(shí)驗(yàn)操作程序設(shè)計(jì)、混合物組分確認(rèn)及分離、驗(yàn)證化學(xué)原理、純度及定性、定量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，是培養(yǎng)學(xué)生敏銳思維能力和綜合分析能力及創(chuàng)造性思維的重要途徑，是高考化學(xué)考查的熱點(diǎn)，在高中新課程高考化學(xué)中，探究型試題將成為高考試題的最大亮點(diǎn)。如《考試說明》中題型示例5。
四、二輪復(fù)習(xí)重點(diǎn)策略與備考建議
二輪復(fù)了認(rèn)真研究《考試說明》中相關(guān)考點(diǎn)的每一個細(xì)節(jié)和要求，逐點(diǎn)過關(guān)，不留盲點(diǎn)，重視新增內(nèi)容的復(fù)習(xí)，切實(shí)讓學(xué)生構(gòu)建好各部分知識網(wǎng)絡(luò)，重視化學(xué)實(shí)驗(yàn)與化學(xué)基本計(jì)算外，還應(yīng)著重關(guān)注：
1.重要知識的結(jié)合點(diǎn)的復(fù)習(xí)與題型訓(xùn)練。如物質(zhì)性質(zhì)與各類平衡、平衡與能量變化、重要物質(zhì)的工業(yè)制備與化學(xué)原理、實(shí)驗(yàn)與物質(zhì)性質(zhì)、儀器功能與操作等。
2.元素及其化合物知識在化學(xué)反應(yīng)原理模塊的應(yīng)用的復(fù)習(xí)與題型訓(xùn)練。如氮、硫與平衡、鹽與水解、金屬與電化學(xué)、燃料與熱能；樹立工業(yè)生產(chǎn)典型物質(zhì)的基本流程：氯堿，二酸、合成氨、冶鋁和海水制鎂等。
3.加強(qiáng)規(guī)范訓(xùn)練，增強(qiáng)學(xué)科語言表達(dá)能力?；瘜W(xué)用語的使用，準(zhǔn)確的語言表達(dá)貫穿在整套化學(xué)試題中，直接考查占15%左右，間接考查在35%以上，可以看出其重要所在。但是據(jù)統(tǒng)計(jì)，得分率并不高。所以在二輪的復(fù)習(xí)中，要時刻強(qiáng)調(diào)規(guī)范，要從化學(xué)式、結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡式、化學(xué)反應(yīng)方程式、離子反應(yīng)方程式、電極反應(yīng)式、水解（電解）方程式的書寫等方面下功夫，從簡答題的規(guī)范答法上下功夫；在計(jì)算題的格式、步驟、量綱和有效數(shù)字方面也要強(qiáng)調(diào)規(guī)范。不僅我們隨時要給學(xué)生做出表率，還要時刻讓學(xué)生口述，板練，抽查學(xué)生書寫，讓學(xué)生有機(jī)會暴露自己的弱點(diǎn)，以便讓學(xué)生知錯、糾錯，并在糾錯中達(dá)到規(guī)范訓(xùn)練的目的，讓學(xué)生會做的題能做對且得滿分，絕不再在卷面上失分。
4.注重訓(xùn)練（試題、練習(xí)）的有效性、層次性。不憑經(jīng)驗(yàn)選材料（依據(jù)考試說明、教學(xué)要求、學(xué)情）；盡量不使用現(xiàn)成材料；盡量不翻印成套試題。練習(xí)與試題內(nèi)容要體現(xiàn)探究性、層次性、開放性，把要達(dá)到的各項(xiàng)能力目標(biāo)，重、難點(diǎn)及學(xué)生易混、易錯的問題融化到具體的題目中，并滲透高考命題意圖、題型結(jié)構(gòu)、呈現(xiàn)方式、答題思路、解題技巧等，知識與能力并重，逐步提高學(xué)生知識遷移能力和應(yīng)用能力，提高復(fù)習(xí)的針對性和效率。要針對學(xué)生作業(yè)中存在的共性問題進(jìn)行講評，分析學(xué)生產(chǎn)生問題的原因，幫助學(xué)生總結(jié)規(guī)律，完善知識結(jié)構(gòu)，讓知識升華為能力。
5.優(yōu)化考試心理，提高學(xué)生素質(zhì)。解題需要的一是知識，二是策略，三是心態(tài)。這三者中任一方面的失誤都會導(dǎo)致失分。因知識和策略造成的失誤可以認(rèn)為是知識性失誤，而一些筆誤、計(jì)算失誤及某些習(xí)慣性錯誤可以歸結(jié)為心理失誤。要解決“高考化學(xué)得高分難”的問題，優(yōu)化考試心理是高考化學(xué)復(fù)習(xí)不可忽略的一環(huán)。面對一套題，應(yīng)該有穩(wěn)定的心態(tài)，在按題號順序作答的前提下，可適當(dāng)采用先易后難、先熟后生，先同后異（同學(xué)科、同類型）的策略，以最佳狀態(tài)去克服慌亂急躁和緊張焦慮的情緒；對會做的題，要特別注意表述準(zhǔn)確，考慮周全，書寫規(guī)范，切實(shí)解決“會而不對，對而不全”的問題。在平時的模擬訓(xùn)練中，一定要體現(xiàn)“平時是高考，高考是平時”的訓(xùn)練思維，把學(xué)生置于一種仿真的環(huán)境，對答題速度、答題規(guī)范做出嚴(yán)格要求，時間長了，就自然達(dá)到“平時訓(xùn)練當(dāng)大考，大考自然當(dāng)小考”的境界，高考時心態(tài)自然就會平和了。
6.注重兩種課型的有效性及工業(yè)流程題的研究。教學(xué)要求必須定位在學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”，如講授的內(nèi)容是科學(xué)的，但全是學(xué)生已習(xí)得的知識，或者是他們聽不懂和無法接受的內(nèi)容，這就叫做“正確而無效的知識”。教學(xué)效果不取決于教學(xué)內(nèi)容是否正確、是否豐富和教學(xué)時間的長短，而取決于有效的知識量。教學(xué)中學(xué)生知識的增長是教學(xué)成敗的關(guān)鍵。
（1）復(fù)習(xí)課。
①根據(jù)第一輪復(fù)習(xí)后學(xué)生的知識與能力狀況及高考化學(xué)要求（如何考、考什么、考多難）來確定復(fù)習(xí)目標(biāo)，依據(jù)目標(biāo)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容與策略，設(shè)計(jì)問題和練習(xí)；
②重視知識的歸納、總結(jié)和提高，使分散的知識由點(diǎn)到線、由線到面，形成知識“樹”，構(gòu)建知識體系；
③重視知識的拓展與應(yīng)用，提升學(xué)生分析問題、解決問題的能力；
④做到講練結(jié)合，形式可以邊講邊練，也可以先講后練；
⑤要注意查漏補(bǔ)缺，充分備學(xué)生，針對學(xué)生薄弱環(huán)節(jié)；
⑥做到“五研究”。研究教材，明確教學(xué)三維目標(biāo)；研究重點(diǎn)難點(diǎn)考點(diǎn)，確定教學(xué)切入點(diǎn)和突破口；研究近年高考化學(xué)試題，掌握命題規(guī)律和復(fù)習(xí)方法；研究學(xué)生心智，做到因材施教；研究學(xué)生在考試過程中容易丟分的細(xì)節(jié)問題，并采取針對性的解決措施，力求下次不犯同樣的錯誤。
如，化學(xué)實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)，要著重做好以下五方面：
A.關(guān)注實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)的整合，引導(dǎo)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)步驟，會控制實(shí)驗(yàn)條件和使用實(shí)驗(yàn)儀器，會處理實(shí)驗(yàn)安全問題，會觀察、分析和解釋實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的現(xiàn)象，并得出合理的實(shí)驗(yàn)結(jié)論；
B.強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)訓(xùn)練，要求學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模O(shè)計(jì)裝置、儀器、試劑、步驟、現(xiàn)象、結(jié)論等實(shí)驗(yàn)的各個環(huán)節(jié)。培養(yǎng)和提高學(xué)生把所掌握的實(shí)驗(yàn)知識活學(xué)活用的能力；
C.注重對實(shí)驗(yàn)異?，F(xiàn)象和誤差分析或?qū)嶒?yàn)評價的訓(xùn)練；
D.重視培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)處理（表格）的能力并從中發(fā)現(xiàn)問題、分析原因或得出結(jié)論的能力；
E.重視培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)問題的準(zhǔn)確規(guī)范表達(dá)能力。
（2）講評課。
①查漏補(bǔ)缺，在充分備學(xué)生存在問題的基礎(chǔ)上針對薄弱環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)講評內(nèi)容；
②要體現(xiàn)學(xué)生的主體作用，鼓勵讓學(xué)生來講或評，讓學(xué)生自主探索和相互協(xié)商、相互交流，在合作互動中產(chǎn)生頓悟，運(yùn)用已獲得的知識技能遷移到新情境中，解決新問題，教師注意加強(qiáng)引導(dǎo)和補(bǔ)充；
③重視方法指導(dǎo)和規(guī)律總結(jié)，突出審題、解題思路分析和答題能力培養(yǎng)；
④變式講評、變式訓(xùn)練，從多角度總結(jié)歸納解決問題的思路、方法、規(guī)律，以一通百，融會貫通；
⑤補(bǔ)償練習(xí)，二次過關(guān)，甚至三次過關(guān)。針對學(xué)生存在的重點(diǎn)問題，講評后要有補(bǔ)償練習(xí)，來檢查落實(shí)。
（3）強(qiáng)化工業(yè)流程題的解法探索。
化學(xué)工業(yè)流程題已成為新課程實(shí)驗(yàn)區(qū)各省市高考化學(xué)的主流題型，它將化工生產(chǎn)過程中的主要生產(chǎn)階段即生產(chǎn)流程用框圖形式表示出來，考查學(xué)生運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理及相關(guān)知識來解決工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)際問題的能力。
【題型結(jié)構(gòu)】
A.題頭：簡單介紹工藝生產(chǎn)的原材料和目的；
B.題干：主要用框圖形式將原料到產(chǎn)品的主要生產(chǎn)工藝流程表示出來；
C.題尾：根據(jù)生產(chǎn)過程中涉及到的化學(xué)知識設(shè)置成問題，構(gòu)成一道完整的化學(xué)試題。
【工業(yè)流程題的特點(diǎn)】
A.試題源于生產(chǎn)實(shí)際，以解決化學(xué)實(shí)際問題為思路進(jìn)行設(shè)問，使問題情境真實(shí)，能培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，學(xué)以致用的學(xué)習(xí)觀；
B.試題內(nèi)容豐富，涉及的化學(xué)基礎(chǔ)知識方方面面，能考查學(xué)生化學(xué)雙基知識的掌握情況和應(yīng)用雙基知識解決化工生產(chǎn)中有關(guān)問題的遷移推理能力；
C.試題新穎，一般較長，閱讀量大，能考查學(xué)生的閱讀能力和接受、吸收、初步加工信息的能力。
【工業(yè)流程題的類型】
從生產(chǎn)過程中主要工序可分為除雜提純工藝流程題（如海水純化工藝流程題）、原材料化學(xué)轉(zhuǎn)化工藝流程題、電解工藝流程題、有機(jī)合成題和資源能源綜合利用工藝生產(chǎn)流程題等；按資源的不同，可將工藝流程題分為利用空氣資源生產(chǎn)的工藝流程題（如合成氨工藝流程題）、利用水資源生產(chǎn)的工藝流程題（如海水制鹽、氯堿工業(yè)、海水提取溴碘、海水制鎂等）、利用礦產(chǎn)資源生產(chǎn)的工藝流程題（工業(yè)制硫酸、冶鐵煉鋼等）、利用化石燃料生產(chǎn)的工藝流程題（如有機(jī)合成工藝題）等。
【解答工業(yè)流程圖題必備的基礎(chǔ)知識】
A.重視重要代表物的用途及工業(yè)制法原理的掌握；
B.整理一些典型材料給學(xué)生研讀，指導(dǎo)學(xué)生如何看懂流程圖，形成解題思路；
C.幫助學(xué)生提高應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)原理、物質(zhì)制備和分離的知識、綠色化學(xué)的觀點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)的視角分析實(shí)際生產(chǎn)中的各種問題的能力；
D.簡介水的處理、煤的加工、新材料的制備、金屬冶煉、綠色工藝等有關(guān)知識；
E.重視書寫不熟悉反應(yīng)方程式的訓(xùn)練。
【解題思路】
A.解決將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的化學(xué)原理；
B.除去雜質(zhì)并分離提純產(chǎn)品方法；
C.提高產(chǎn)量與產(chǎn)率的措施；
D.減少污染，滲透“綠色化學(xué)”思想；
E.原料的來源既要豐富，又要考慮成本；
F.生產(chǎn)設(shè)備簡單，生產(chǎn)工藝簡便可行。
【解題步驟】
A.從題頭中獲取有用信息，了解流程的目的（生產(chǎn)的產(chǎn)品）；
B.對比分析生產(chǎn)流程圖中的原料與產(chǎn)品，找出原料與產(chǎn)品之間的關(guān)系，弄清生產(chǎn)流程過程中原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的基本原理和除雜分離提純產(chǎn)品的化工工藝：反應(yīng)物是什么；發(fā)生了什么反應(yīng)；該反應(yīng)或操作工藝對制取產(chǎn)品有什么作用；
C.從問題中獲取信息，幫助解題；
D.整合問題與獲取的信息，聯(lián)系“雙基”知識，形成答案；
關(guān)鍵詞：化學(xué)反應(yīng)工程；教學(xué)；Excel
中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）21-0264-02
化學(xué)反應(yīng)工程是一門實(shí)驗(yàn)和工程計(jì)算緊密結(jié)合的課程?；瘜W(xué)反應(yīng)動力學(xué)的測定需要對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析、擬合，而反應(yīng)器設(shè)計(jì)中，反應(yīng)器數(shù)學(xué)模型的求解過程，涉及到迭代計(jì)算、微分、積分、數(shù)值統(tǒng)計(jì)等過程，更是難以通過手算進(jìn)行求解的。
Excel軟件具有強(qiáng)大的圖表及數(shù)值處理功能，用戶無須編程便可進(jìn)行多項(xiàng)式擬合、非線性單變量求解、多變量規(guī)劃求解等復(fù)雜計(jì)算，在眾多領(lǐng)域都獲得了廣泛的應(yīng)用[1-3]。現(xiàn)以根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求解反應(yīng)速率方程、數(shù)值積分和非等溫反應(yīng)器反應(yīng)器溫度、轉(zhuǎn)化率求解為例，介紹其在化學(xué)反應(yīng)工程教學(xué)中的應(yīng)用。
一、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求解反應(yīng)速率方程
在化學(xué)反應(yīng)工程中，反應(yīng)式aA+bB=pP+sS的冪指數(shù)型反應(yīng)速率方程可以寫成
二、計(jì)算數(shù)值積分
在計(jì)算管式反應(yīng)器體積，某一轉(zhuǎn)化率對應(yīng)的反應(yīng)時間等情況時，需要進(jìn)行積分。當(dāng)積分公式比較復(fù)雜時，無法直接得到解析解，需要用數(shù)值方法進(jìn)行積分。
在excel中，可以用圖4所示的工具表進(jìn)行計(jì)算[5]。表中定義的公式有
delta=（Sheet1！$B$7-Sheet1！$B$5）/500/10^n
F_X=EVALUATE（Sheet1！$B$3&"+0*x"）*delta
Integral_Fx=SUM（F_X）
n=Sheet1！$B$10
X=Sheet1！$B$5+（（ROW（Sheet1！$1：$500）-1）*10^n+TRANSPOSE（ROW（OFFSET（Sheet1！$A$1，0，0，10^n，1））））*delta"
其中delta生成x的分割間距，X生成每個分割點(diǎn)的x值數(shù)組，n為精度控制值，F(xiàn)_X為計(jì)算每個分割小條的面積，生成一個內(nèi)存數(shù)組，Integral_Fx為將每個小條的面積總和，即f（x）函數(shù)的數(shù)值積分。
通過輸入被積分函數(shù)，積分上下限，選擇計(jì)算精度，就可以得到積分的結(jié)果。其中選擇高精度結(jié)果為6.10861，該結(jié)果與解析6.109相差不大，能夠滿足精度要求。
三、計(jì)算非等溫反應(yīng)器的反應(yīng)溫度、轉(zhuǎn)化率
在非等溫反應(yīng)器中，反應(yīng)速率除了受反應(yīng)物濃度的影響外，還要受到溫度的影響。放熱反應(yīng)，放出的熱量使反應(yīng)速率加快，而反應(yīng)加快會放出更多的熱量，促使反應(yīng)溫度進(jìn)一步升高。因此，對非等溫反應(yīng)器的計(jì)算，要同時聯(lián)立物料衡算和能量衡算方程進(jìn)行求解?？梢杂肊xcel軟件的單變量求根功能來計(jì)算。
四、結(jié)論
采用Excel軟件，能夠借助現(xiàn)代化的辦公軟件，完成化學(xué)反應(yīng)工程教學(xué)中數(shù)據(jù)分析、圖形展示、數(shù)據(jù)處理工作。該方法可以大大簡化解題過程，提高教學(xué)效率和學(xué)習(xí)效率，并有助于學(xué)生深入了解計(jì)算機(jī)計(jì)算的一般步驟，培養(yǎng)學(xué)生的軟件開發(fā)能力。
參考文獻(xiàn)：
[1]張香蘭，曹俊雅，張軍，解強(qiáng).Excel及化工流程模擬軟件在化工專業(yè)設(shè)計(jì)課程中的應(yīng)用，化工高等教育，2012，（3）：98-102.
高中化學(xué)知識相對初中知識來說，無論是難度和深度都大大加深。但也不是說毫無聯(lián)系。元素化合物知識可以說是初高中知識的巧妙連接。如何將看似簡單的元素化合物知識挖掘出“精華”需要我們用心思考。人教版必修一第四章第二節(jié)“富集在海水中的元素―氯（第二課時）”該部分內(nèi)容很好的體現(xiàn)了實(shí)用性“氯氣與水的反應(yīng)是氯氣用于自來水消毒的原理所在”結(jié)合這一特點(diǎn)課堂教學(xué)中新課的引入采用一段視頻材料引課，使學(xué)生在初步了解氯氣用途的同時，激發(fā)學(xué)生求知的欲望。對于氯氣與水、氯氣與堿的反應(yīng)，通過問題假設(shè)探究結(jié)論應(yīng)用的流程，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)已掌握的氯氣的性質(zhì)及氧化還原的知識猜測氯氣與水的反應(yīng)可能形成的產(chǎn)物？引導(dǎo)學(xué)生首先探究氯化氫的存在，結(jié)合學(xué)生的知識水平采取了“小組討論、給出方案、評價方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)”的流程進(jìn)行探究活動。在實(shí)驗(yàn)探究學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題“PH試紙先變紅后褪色”，我們則采取了同樣的方案進(jìn)行探究活動，確定了次氯酸的存在。這一過程培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題，以及通過實(shí)驗(yàn)探究解決問題的能力。進(jìn)一步提出問題“結(jié)合氯氣與水的反應(yīng)，寫出氯氣與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)的化學(xué)方程式，并改寫成離子方程式”這樣一個問題的提出，可以培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)信息演繹推理的能力。將氯離子的檢驗(yàn)設(shè)計(jì)成兩個探究性實(shí)驗(yàn)，[活動與探究一]
鑒別自來水、蒸餾水、碳酸鈉溶液。[活動與探究二]鑒別三種未知液體。既鞏固了知識點(diǎn)，又培養(yǎng)了學(xué)生探究的意識。
學(xué)生學(xué)習(xí)知識的過程是一個階段性、循序漸進(jìn)的過程，能在不同的階段讓學(xué)生從已有的知識層面發(fā)現(xiàn)問題，夯實(shí)知識基礎(chǔ)，為后續(xù)的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)是每位教師在教學(xué)過程中需要注意培養(yǎng)的。
在人教版必修二第三章甲烷的取代反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，收集氯氣時采用了排飽和食鹽水的方法，學(xué)生會提出問題“為什么這樣做？”作為教師不要急于給出答案，讓這顆疑問的種子，在每個學(xué)生心中發(fā)芽。學(xué)生會結(jié)合上一章《化學(xué)反應(yīng)的限度》的學(xué)習(xí)中知道，“氯氣與水的反應(yīng)為可逆反應(yīng)”，飽和食鹽水中的氯離子是否會對這一可逆反應(yīng)產(chǎn)生影響。這個問題的發(fā)現(xiàn)，將伴隨學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)平衡移動原理的整個過程，將學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)問題，經(jīng)過不斷學(xué)習(xí)加以完善，學(xué)生完全能夠體會到參與到知識形成過程的成就感。
知識間的聯(lián)系絕對不是單一的、孤立的，化學(xué)知識間的聯(lián)系是巧妙的、是系統(tǒng)的，只有在這看似雜亂無章的眾多知識點(diǎn)中巧妙的構(gòu)造出彼此之間的聯(lián)系，形成條理清晰的知識網(wǎng)絡(luò)，這樣的人才是在“用”知識，否則只是在“學(xué)”知識。